南极磷虾(Euphausia superba Dana 1850,下以磷虾简称)是甲壳类浮游动物的典型代表,储量丰富,营养价值极高,是南大洋中上层生态系统中的关键物种,也是我国远洋渔业的重要捕捞对象。集群行为是许多海洋生物的共同特征,南极磷虾通常会在某一时间和地点形成集群,这种集群行为在其自然种群的生命史过程中起着非常关键的作用。半个多世纪以来,世界各国学者对南极磷虾集群形成的可能机制、集群类型划分以及时间,空间结构等内容开展了大量的研究,而受限于南大洋复杂多变的海洋环境,和现有观测技术的短板,诸多关于磷虾集群的问题一直悬而未决。随着声学调查技术的普及和数据分析方法的不断提高,基于声学数据开展的南极磷虾集群研究对我们了解其繁殖,分布,迁徙等内容有重大帮助,同时,对于磷虾集群行为的理解,也将有助于确认磷虾渔场,提高产量和捕捞效率。本文基于2018年1-2月南奥克尼群岛磷虾资源调查期间所采集的声学数据,应用Echoview软件对声学数据进行后处理,结合拖网所得磷虾样本的生物学信息,得到磷虾集群的特征值信息。再分别利用不同的数理分析方法对其进行研究,主要研究结果如下:结合主成分分析和K-mean聚类分析方法对磷虾集群特征值和类型进行分析,并探究了磷虾集群特征值的时空变化,结果显示:(1)检测到磷虾集群3224个,反应集群特征的5个参数—深度,长度,厚度,面积及密度分别为96.00±64.33m,218.52±455.66m,11.19±13.98m,1894.40±9345.72m~2和114.11±159.60 ind/m~3。(2)不同时间段之间集群密度无显著性差异,但集群深度,长度,厚度及面积之间均存在显著性差异。不同水层间集群的厚度和面积之间无显著性差异,但集群的深度,长度,密度均存在显著性差异。(3)磷虾集群共分为三类,其中第Ⅰ类集群密度最大(325.90±221.30m),集群尺寸最小(379.64±433.73m~2),深度最深(158.06±67.54m);第Ⅱ类集群的长度最大(1089.60±1189.56m),集群面积(15601.25±30243.33m~2)远大于其它集群;第Ⅲ类集群深度最浅(78.91±52.88m),密度最小(48.87±50.33 ind/m~3),但数量最多。以磷虾集群作为分析对象,采用磷虾的海洋面积散射系数(NASC)表征其资源丰度的大小,将研究海域按经纬度划分为10′×10′,20′×20′,30′×30′,40′×40′,50′×50′,60′×60′,70′×70′,等7个空间尺度,利用地统计学方法分析并探讨了不同尺度下南极磷虾资源丰度的空间异质性特征。结果显示,1.整体来说随着空间尺度的增大:(1)块金值和块基比逐渐减小,块金效应越来越弱,随机因素对总空间变异程度的影响也越小;(2)偏基台值和基台值先减小后增大又减小,空间尺度为40′×40′时最大,此时空间结构变异对总空间变异程度的影响最大;2.不同空间尺度,模型的拟合效果不同,球状模型在空间尺度为20′×20′和50′×50′时拟合效果最好,指数模型在空间尺度为10′×10′时拟合效果最好,高斯模型在空间尺度为30′×30′,40′×40′,60′×60′时拟合效果最好,拟合结果均表明南极磷虾资源丰度具有强空间自相关性,呈聚集分布的状态;3.磷虾资源丰度空间结构显示,基于各向异性,分维值在尺度为50′×50′时方向差异最小,在60′×60′时方向差异最大,南北向(N0°)和东南-西北方向(N135°)上整体相关性都较弱,东北西南向(N45°)和东西向(N90°)在尺度域(30′,50′)内相关性都较弱;基于各向同性,分维值在尺度为60′×60′时最小,50′×50′时最大,在尺度域(10′,40′)内分维值随着尺度的增大而减小。